JP2006266153A - Fuel injection valve for internal combustion engine - Google Patents

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JP2006266153A JP2005084453A JP2005084453A JP2006266153A JP 2006266153 A JP2006266153 A JP 2006266153A JP 2005084453 A JP2005084453 A JP 2005084453A JP 2005084453 A JP2005084453 A JP 2005084453A JP 2006266153 A JP2006266153 A JP 2006266153A
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Tatsumi Furukubo
辰巳 古久保
Yoshimasa Watanabe
義正 渡辺
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Abstract

【課題】 本発明の課題は、弁ボディ先端底部のサック室、更には噴孔内面及び噴孔出口近傍へのデポジット付着を抑止した可変噴孔噴射弁を提供することにある。
【解決手段】 弁ボディと、該弁ボディの先端底部に配置されたサック室と、前記弁ボディに配設されて燃料を噴射するための第1噴孔群及び第2噴孔群と、前記第1噴孔群及び前記第2噴孔群を開閉する一つ以上の開閉弁と、を備え、内燃機関の運転条件に応じて、前記第1噴孔群からのみ噴射する第1噴射モードと、前記第1噴孔群及び前記第2噴孔群の両方から噴射する第2噴射モードとを切換える燃料噴射弁であって、前記弁ボディの前記先端底部に、前記サック室と前記燃焼室とを連通する連通孔と、該連通孔を前記弁ボディ内側から閉塞するように配設され前記燃焼室の筒内圧により前記連通孔を開放する弁部材と、を備えることを特徴とする、コモンレール式可変噴孔噴射弁。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable injection hole injection valve in which deposits are prevented from adhering to a sac chamber at a bottom end of a valve body, an inner surface of an injection hole, and the vicinity of an outlet of the injection hole.
SOLUTION: A valve body, a sac chamber disposed at a bottom end of the valve body, a first nozzle hole group and a second nozzle hole group disposed in the valve body for injecting fuel, And a first injection mode for injecting only from the first nozzle hole group according to an operating condition of the internal combustion engine, comprising: one or more on-off valves that open and close the first nozzle hole group and the second nozzle hole group; A fuel injection valve that switches between a second injection mode injecting from both the first nozzle hole group and the second nozzle hole group, wherein the sac chamber and the combustion chamber are provided at the bottom of the tip of the valve body. And a valve member that is disposed so as to close the communication hole from the inside of the valve body and opens the communication hole by an in-cylinder pressure of the combustion chamber. Variable injection hole injection valve.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、内燃機関のコモンレール式燃料噴射弁に関する。更に詳しく言えば、本発明は、ニードル弁のリフト量に対応して噴孔面積(噴孔数)が増大する燃料噴射弁(以下、「可変噴孔噴射弁」という)に関する。   The present invention relates to a common rail fuel injection valve for an internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to a fuel injection valve (hereinafter referred to as “variable injection hole injection valve”) in which the injection hole area (number of injection holes) increases in accordance with the lift amount of the needle valve.

直接噴射式ディーゼルエンジンおいて、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の形状及び噴射量は、エンジンの運転状態及び噴射初期と後期とでそれぞれ最適な状態がある。これを実現する方法として、例えば特許文献1および特許文献2に開示された従来技術がある。これは、弁ボディの先端部に上下二段の噴孔を選択的に開閉する一つ以上の開閉弁たるニードル弁を設けて、低リフト時には上段噴孔のみ、高リフト時には上下二段の噴孔から燃料噴射することで、より適切な噴射率を実現できる。
以下、燃料噴射弁において、ニードル弁によりいずれかの段の噴孔が開放されることを「開弁」といい、ニードル弁によりいずれかの段の噴孔が閉塞されることを「閉弁」という。
In the direct injection type diesel engine, the shape and the injection amount of the fuel spray injected from the fuel injection valve have an optimum state in each of the engine operating state and the early and late stages of the injection. As a method for realizing this, there are conventional techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example. This is because the tip of the valve body is provided with one or more needle valves that selectively open and close the upper and lower two-stage nozzle holes. A more appropriate injection rate can be realized by injecting fuel from the hole.
Hereinafter, in a fuel injection valve, opening a nozzle hole at any stage by a needle valve is referred to as "valve opening", and closing a nozzle hole at any stage by a needle valve is referred to as "valve closing". That's it.

一方、かかる直接噴射式エンジンの通常の燃料噴射弁(可変噴孔面積ではないもの)では、燃料噴射弁は燃焼室に面しているため、燃焼により加熱された燃料噴射弁や燃焼時の火炎などにより、噴孔内面や噴孔出口近傍に燃料が炭化していわゆるデポジットを生成する。このデポジットの主成分は炭素(C)、酸素(O)、硫黄(S)、カルシウム(Ca)等であり、時間経過とともに、噴射孔の表面にデポジットが堆積して、燃料の調量性能や噴霧性能を損なうという問題がある。   On the other hand, in a normal fuel injection valve (not a variable injection hole area) of such a direct injection type engine, since the fuel injection valve faces the combustion chamber, the fuel injection valve heated by combustion or the flame during combustion As a result, the fuel is carbonized on the inner surface of the nozzle hole or in the vicinity of the nozzle hole outlet to generate a so-called deposit. The main components of this deposit are carbon (C), oxygen (O), sulfur (S), calcium (Ca), etc., and the deposit accumulates on the surface of the injection hole with time, and the fuel metering performance and There is a problem of impairing the spray performance.

かかる問題に対して、例えば特許文献3には、噴孔周りに撥油性コーティングを施して噴孔周りへの燃料付着を防止しようとする技術が開示されている。   To solve this problem, for example, Patent Document 3 discloses a technique of applying an oil-repellent coating around the nozzle hole to prevent fuel adhesion around the nozzle hole.

特開2004−11526号公報JP 2004-11526 A 特開2004−241370号公報JP 2004-241370 A 特開2002−364498号公報JP 2002-364498 A

前述した通常の燃料噴射弁(以下「通常噴射弁」という)の無噴射状態の断面図を、図5に示す。該通常噴射弁400では、噴射状態においては、ニードル弁20が上昇することにより、高圧燃料が、燃料溜り13から噴孔11及びサック室12へ流入し、更には噴孔11を経由してエンジン燃焼室31へと噴出する。すなわち、噴射時には毎回新しい燃料が、燃料溜り13からサック室12へ流入し噴孔11を経てエンジン燃焼室31へ噴出する。そのため、噴孔11の内面11a及びサック室12の表面12aにデポジットが付着した状態であっても、新しい燃料により毎回洗浄されることとなり、デポジット堆積を一定程度抑止可能な構造となっている。   FIG. 5 shows a cross-sectional view of the above-described normal fuel injection valve (hereinafter referred to as “normal injection valve”) in a non-injection state. In the normal injection valve 400, in the injection state, when the needle valve 20 is raised, high-pressure fuel flows from the fuel reservoir 13 into the injection hole 11 and the sac chamber 12, and further through the injection hole 11 to the engine. It ejects to the combustion chamber 31. That is, every time an injection is performed, new fuel flows from the fuel reservoir 13 into the sac chamber 12 and is ejected to the engine combustion chamber 31 through the nozzle hole 11. Therefore, even if deposits are attached to the inner surface 11a of the nozzle hole 11 and the surface 12a of the sac chamber 12, the deposits are washed each time with new fuel, and the deposit accumulation can be suppressed to a certain extent.

一方、前述した可変噴孔噴射弁の一例を図4に示す。図4は、一体型ニードル弁20が中間リフトをしており、第1噴孔群15からのみ噴射している第1噴射モードにおける断面図を表している。通常、第1噴射モードは、初期噴射、アフタ噴射、部分負荷時の噴射の際に用いられる。   On the other hand, an example of the aforementioned variable injection hole injection valve is shown in FIG. FIG. 4 shows a cross-sectional view in the first injection mode in which the integral needle valve 20 performs an intermediate lift and the injection is performed only from the first injection hole group 15. Normally, the first injection mode is used for initial injection, after injection, and partial load injection.

弁ボディ10の先端底部には摺動内周部10bが配設されており、一体型ニードル弁20の先端部20aには摺動外周部20dが配設されており、該摺動内周部10bと該摺動外周部20dとの直径隙間は、例えば0.5〜2μの微小隙間になっており、シール機能の役割を果たしている。   A sliding inner peripheral portion 10b is disposed at the bottom end of the valve body 10, and a sliding outer peripheral portion 20d is disposed at the distal end portion 20a of the integrated needle valve 20, and the sliding inner peripheral portion is provided. The diameter gap between 10b and the sliding outer peripheral portion 20d is, for example, a minute gap of 0.5 to 2 μm and plays a role of a sealing function.

一体型ニードル弁20が中間リフト位置から更に上昇しフルリフトすると、第2噴孔群16は開放されてサック室12と連通状態となる。そして、燃料溜り13の高圧燃料が、ニードル弁先端部20aに配設された連通孔20cを経由してサック室12に流入し、サック室12に溜まっている燃料の一部が、第2噴孔群16へ流入し、更にはエンジン燃焼室31へと噴出する。この時、第1噴孔群15からの噴射は引続き実行されているため、第1噴孔群15及び前記第2噴孔群16の両方から噴射する状態となる。これが、第2噴射モードである。通常、第2噴射モードは、高負荷時のメイン噴射に用いられる。   When the integral needle valve 20 is further lifted from the intermediate lift position and is fully lifted, the second nozzle hole group 16 is opened and is in communication with the sac chamber 12. Then, the high-pressure fuel in the fuel reservoir 13 flows into the sac chamber 12 via the communication hole 20c provided in the needle valve tip 20a, and a part of the fuel accumulated in the sac chamber 12 is injected into the second jet. It flows into the hole group 16 and further jets into the engine combustion chamber 31. At this time, since the injection from the first injection hole group 15 is continuously performed, the injection is made from both the first injection hole group 15 and the second injection hole group 16. This is the second injection mode. Usually, the second injection mode is used for main injection at high load.

しかるに、車両用エンジンにおいては、部分負荷運転が長時間続く場合が頻繁にあり、可変噴孔噴射弁装備のエンジンの場合、第1噴射モードが長時間続くこととなる。この時、摺動部10b、20dのシール機能により第2噴孔群16は閉塞されているので、サック室12に溜まっている燃料は長時間そのまま滞留を続けることとなる。これより、該滞留燃料は燃焼室31の余熱を長時間受け樹脂化(ピッチ化)あるいは酸化してデポジットとなり、サック室表面12aに付着堆積することとなる。この付着堆積が進行すると、デポジットは、摺動部10b、20dの隙間にまで回り込み、最終的には第2噴孔群16の入口を塞いでしまうこととなる。そうなると、第2噴射モードにおける第2噴孔群16からの噴射を阻害したり、ニードル弁先端部の摺動外周部20dを焼き付かせ摺動部の持つシール機能を破壊したりする。
すなわち、可変噴孔噴射弁は、通常噴射弁のように毎回新しい燃料によりサック室表面が洗浄されることは無く、極めてデポジットが発生しやすい構造となっている。
However, in a vehicle engine, partial load operation often continues for a long time, and in the case of an engine equipped with a variable injection hole injection valve, the first injection mode continues for a long time. At this time, since the second injection hole group 16 is closed by the sealing function of the sliding portions 10b and 20d, the fuel accumulated in the sac chamber 12 continues to stay for a long time. As a result, the staying fuel receives the residual heat from the combustion chamber 31 for a long time and is converted into a resin (pitched) or oxidized to form a deposit, which adheres to and accumulates on the sac chamber surface 12a. As this adhesion and deposition progresses, the deposit wraps around the gap between the sliding portions 10b and 20d, and eventually closes the inlet of the second nozzle hole group 16. If so, injection from the second injection hole group 16 in the second injection mode is inhibited, or the sliding outer peripheral portion 20d of the tip end portion of the needle valve is baked to destroy the sealing function of the sliding portion.
That is, the variable injection hole injection valve has a structure in which the surface of the sac chamber is not washed with new fuel each time unlike the normal injection valve, and deposits are very easily generated.

本発明の目的は、弁ボディ先端底部のサック室、更には噴孔内面及び噴孔出口近傍へのデポジット付着を抑止した可変噴孔噴射弁を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a variable injection hole injection valve that suppresses deposit adhesion to the sac chamber at the bottom end of the valve body, the inner surface of the injection hole and the vicinity of the outlet of the injection hole.

請求項1記載の発明によれば、
燃料供給ポンプから供給された高圧燃料をコモンレールで蓄圧し、前記コモンレールで蓄圧された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射し、
弁ボディと、該弁ボディの先端底部に配置されたサック室と、前記弁ボディに配設されて燃料を噴射するための第1噴孔群及び第2噴孔群と、前記第1噴孔群及び前記第2噴孔群を開閉する一つ以上の開閉弁と、を備え、
内燃機関の運転条件に応じて、前記第1噴孔群からのみ噴射する第1噴射モードと、前記第1噴孔群及び前記第2噴孔群の両方から噴射する第2噴射モードとを切換える燃料噴射弁であって、
前記サック室は、前記第1噴射モード時には燃料が滞留しており、前記第2噴射モード時には前記サック室の燃料の一部が前記第2噴孔群から噴射される構造となっており、
前記弁ボディの前記先端底部に、前記サック室と前記燃焼室とを連通する連通孔と、該連通孔を前記弁ボディ内側から閉塞するように配設され前記燃焼室の筒内圧により前記連通孔を開放する弁部材と、を備えることを特徴とする、燃料噴射弁が提供される。
According to invention of Claim 1,
The high-pressure fuel supplied from the fuel supply pump is accumulated in the common rail, and the high-pressure fuel accumulated in the common rail is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine,
A valve body, a sac chamber disposed at the bottom of the tip of the valve body, a first nozzle hole group and a second nozzle hole group disposed in the valve body for injecting fuel, and the first nozzle hole A group and one or more on-off valves for opening and closing the second nozzle hole group,
Switching between a first injection mode injecting only from the first nozzle hole group and a second injection mode injecting from both the first nozzle hole group and the second nozzle hole group in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine. A fuel injection valve,
The sac chamber has a structure in which fuel is retained during the first injection mode, and a part of the fuel in the sac chamber is injected from the second injection hole group during the second injection mode,
A communication hole that communicates the sac chamber and the combustion chamber with the bottom of the tip of the valve body, and the communication hole that is disposed so as to close the communication hole from the inside of the valve body. A fuel injection valve is provided.

従来技術は、たかだか特許文献3に記載している撥油膜をコーティングする程度のものしか無く、部分負荷運転の継続により可変噴孔噴射弁のサック室に長時間滞留した燃料のデポジット化に対しては、ほとんど無力であった。これに対し、請求項1記載の燃料噴射弁により、弁ボディ先端底部のサック室燃料は、次のエンジン圧縮行程時に、以下の理由で、サック室と燃焼室とを連通する連通孔を介してエンジン燃焼室へ排出される。このためサック室は空となり、従来のように可変噴孔噴射弁サック室に燃料が長時間滞留しデポジット化することは無くなる。   The prior art has only a coating of an oil-repellent film as described in Patent Document 3 and is used for depositing fuel that stays in the sac chamber of the variable injection hole injection valve for a long time by continuing partial load operation. Was almost powerless. On the other hand, the fuel injection valve according to claim 1 allows the sac chamber fuel at the bottom end of the valve body to pass through the communication hole that connects the sac chamber and the combustion chamber for the following reason during the next engine compression stroke. It is discharged into the engine combustion chamber. For this reason, the sac chamber is emptied, and the fuel does not stay in the variable injection hole injection valve sac chamber for a long time and is not deposited.

すなわち、第1噴孔閉弁中に、サック室燃料が、ニードル弁先端部連通孔、シート部下燃料溜りを介して第1噴孔より少量もれる。これにより、弁部材は、燃焼室圧と同じサック室燃料圧を受ける。次の圧縮行程による筒内圧上昇により、弁ボディ連通孔内の圧も上昇する。このため、弁ボディ連通孔を閉塞していた弁部材は、ニードル弁先端部側へ移動して開弁する。これにより、サック室燃料は、弁ボディ先端部連通孔を介して一気に燃焼室へ流出し、サック室は空となる。
正規の燃料噴霧による爆発燃焼直前に燃焼室へ流出したサック室燃料は、燃焼室で気化し、正規燃料噴霧とともに燃焼する。
That is, during the first injection hole closing, a small amount of sac chamber fuel leaks from the first injection hole through the needle valve tip communication hole and the fuel reservoir under the seat. As a result, the valve member receives the same sac chamber fuel pressure as the combustion chamber pressure. Due to the increase in the in-cylinder pressure due to the next compression stroke, the pressure in the valve body communication hole also increases. For this reason, the valve member that has closed the valve body communication hole moves to the needle valve tip side and opens. As a result, the sac chamber fuel flows into the combustion chamber at once through the valve body tip portion communication hole, and the sac chamber is emptied.
The sac chamber fuel that has flowed into the combustion chamber immediately before the explosion combustion by the regular fuel spray is vaporized in the combustion chamber and burned together with the regular fuel spray.

請求項2記載の発明によれば、
前記サック室表面と、前記弁部材表面と、前記噴孔内面と、前記連通孔内面と、前記弁ボディの先端部外表面と、の少なくとも一部に撥油膜を形成したことを特徴とする、請求項1に記載の燃料噴射弁ことを特徴とする、燃料噴射弁が提供される。
According to invention of Claim 2,
An oil repellent film is formed on at least a part of the surface of the sac chamber, the surface of the valve member, the inner surface of the injection hole, the inner surface of the communication hole, and the outer surface of the distal end portion of the valve body, A fuel injection valve characterized in that the fuel injection valve according to claim 1 is provided.

請求項2記載の燃料噴射弁により、請求項1記載の発明の効果に加え、更に、燃料系付着物をはじく撥油膜を、デポジットの発生しやすい箇所に形成して、該箇所におけるデポジットの発生を抑止する構成とすることができる。   In addition to the effect of the invention according to claim 1, the fuel injection valve according to claim 2 further forms an oil repellent film that repels fuel deposits at a place where deposits are likely to occur, and the occurrence of deposits at the places. It can be set as the structure which suppresses.

本発明によれば、弁ボディ先端底部のサック室、更には噴孔内面及び噴孔出口近傍へのデポジット付着を抑止した可変噴孔噴射弁を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a variable injection hole injection valve that suppresses deposit adhesion to the sac chamber at the bottom of the valve body tip, and further to the inner surface of the injection hole and the vicinity of the outlet of the injection hole.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の実施形態1に係る燃料噴射弁を図1に、本発明の実施形態2に係る燃料噴射弁を図2に、本発明の実施形態の弁部材の作動説明図を図3に示す。また、参考として、従来の可変噴孔噴射弁を図4に、通常噴射弁を図5に示す。なお、以下の全図面において、同じ機能を持つものは同一付番で表している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a fuel injection valve according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 shows a fuel injection valve according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 3 shows an operation explanatory view of a valve member of the embodiment of the present invention. For reference, FIG. 4 shows a conventional variable injection hole injection valve, and FIG. 5 shows a normal injection valve. In all the following drawings, the same function is denoted by the same number.

図1に、本発明に係る実施形態1による燃料噴射弁100の第1噴射モードにおける断面図を示す。
10は弁ボディ、10aは弁ボディシート部、10bは弁ボディ先端摺動内周部、12はサック室、13は燃料溜り、14はシート部下燃料溜り、15は第1噴孔群、16は第2噴孔群、17は弁ボディ先端部連通孔、20は一体型ニードル弁、20aはニードル弁先端部、20bはニードル弁シート部、20cはニードル弁先端部連通孔、20dはニードル弁先端摺動外周部、31はエンジン燃焼室、41は弁部材、を表している。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a fuel injection valve 100 according to Embodiment 1 of the present invention in a first injection mode.
10 is a valve body, 10a is a valve body seat portion, 10b is a sliding inner peripheral portion of the valve body, 12 is a sac chamber, 13 is a fuel reservoir, 14 is a fuel reservoir under the seat portion, 15 is a first nozzle hole group, 16 is The second nozzle hole group, 17 is a valve body tip portion communication hole, 20 is an integral needle valve, 20a is a needle valve tip portion, 20b is a needle valve seat portion, 20c is a needle valve tip portion communication hole, and 20d is a needle valve tip. A sliding outer peripheral portion, 31 is an engine combustion chamber, and 41 is a valve member.

第1噴射モードでは、ニードル弁20が中間リフトして、第1噴孔群15からのみ噴射している。第2噴孔群16は、ニードル弁先端摺動外周部20dにより閉塞されている。また、サック室12は、シート部下燃料溜り14及びニードル弁先端部連通孔20cを介して燃料溜り13と連通しているためコモンレール燃料圧を受けている。このため、弁部材41は弁部材シート部17aに押付けられて弁ボディ先端部連通孔17を閉塞している。なお、弁部材41は球弁であり、弁部材シート部17aは円錐面である。   In the first injection mode, the needle valve 20 performs an intermediate lift and injects only from the first injection hole group 15. The second nozzle hole group 16 is closed by a needle valve tip sliding outer peripheral portion 20d. Further, since the sac chamber 12 communicates with the fuel reservoir 13 through the under-seat fuel reservoir 14 and the needle valve tip communication hole 20c, it receives a common rail fuel pressure. For this reason, the valve member 41 is pressed against the valve member seat portion 17 a to close the valve body tip portion communication hole 17. The valve member 41 is a ball valve, and the valve member seat portion 17a is a conical surface.

部分負荷時には、第1噴射モードのみで運転される。第1噴射モードが終了すると、ニードル弁シート部20bは、弁ボディシート部10aに着座する。その後、コモンレール燃料圧を有するサック室12の燃料は、連通孔20c及び第1噴孔群15を通じてエンジン燃焼室31へ少量漏れる。そして、サック室12の燃料圧は、エンジン燃焼室圧と同じとなる。   At the time of partial load, the engine is operated only in the first injection mode. When the first injection mode ends, the needle valve seat portion 20b is seated on the valve body seat portion 10a. Thereafter, a small amount of fuel in the sac chamber 12 having the common rail fuel pressure leaks to the engine combustion chamber 31 through the communication hole 20 c and the first injection hole group 15. The fuel pressure in the sac chamber 12 is the same as the engine combustion chamber pressure.

図3に本発明の燃料噴射弁に係る弁部材の作動説明図を示す。図3は、縦軸にエンジン燃焼室圧力である筒内圧を、横軸にクランク角度を表している。噴射1においてサック室12に滞留した燃料は、噴射2の前のクランク角度θ1付近において上昇した筒内圧を連通孔17を介して受け、弁部材41はシート部17aからニードル弁先端部20aの方向へ離座し、破線で示された最大リフト位置41aまで浮き上がる。これにより、連通孔17が開放し、サック室12の燃料は、エンジン燃焼室31へ流出する。これにより、デポジット生成が抑止される。なお、この浮き上がり状態においても、球弁41は弁部材シート部円錐面から完全には離脱できない形状寸法となっているので、次の噴射行程でサック室12に燃料が満たされると、球弁41は再び連通孔17を閉塞する位置に戻り静止する。 FIG. 3 is an operation explanatory view of the valve member according to the fuel injection valve of the present invention. In FIG. 3, the vertical axis represents the in-cylinder pressure, which is the engine combustion chamber pressure, and the horizontal axis represents the crank angle. The fuel staying in the sac chamber 12 in the injection 1 receives the in-cylinder pressure that rises in the vicinity of the crank angle θ 1 before the injection 2 through the communication hole 17, and the valve member 41 moves from the seat portion 17 a to the needle valve tip 20 a It leaves in the direction and rises to the maximum lift position 41a indicated by the broken line. As a result, the communication hole 17 is opened, and the fuel in the sac chamber 12 flows out to the engine combustion chamber 31. Thereby, deposit generation is suppressed. Even in this lifted state, the ball valve 41 has a shape and dimension that cannot be completely detached from the conical surface of the valve member seat portion. Therefore, when the sack chamber 12 is filled with fuel in the next injection stroke, the ball valve 41 Returns to the position where the communication hole 17 is closed again and stops.

弁部材41が最大リフトすると、サック室12は、エンジン燃焼室31とは連通孔17と第1噴孔群15との両方の孔で連通しているので、円滑かつ完全にサック室12の燃料が流出する。   When the valve member 41 is lifted to the maximum, the sac chamber 12 communicates with the engine combustion chamber 31 through both the communication hole 17 and the first injection hole group 15. Leaks.

また、サック室表面12aと、弁部材41の表面と、第1噴孔15及び第2噴孔16の内面と、連通孔17の内面と、弁ボディ10の先端部外表面10cと、の少なくとも一部に撥油膜が形成されている。撥油膜は、例えばフッ素材を10μm〜50μmでコーティングしたものであり、フッ素材の持つ撥油性により燃料付着を防止でき、ひいてはデポジットの形成を抑止することができる。   Further, at least one of the sac chamber surface 12a, the surface of the valve member 41, the inner surfaces of the first injection hole 15 and the second injection hole 16, the inner surface of the communication hole 17, and the distal end portion outer surface 10c of the valve body 10 An oil repellent film is partially formed. The oil repellent film is, for example, a fluorine material coated at 10 μm to 50 μm, and fuel adhesion can be prevented by the oil repellent property of the fluorine material, and thus the formation of deposits can be suppressed.

図2に、本発明に係る実施形態2による燃料噴射弁の第1噴射モードにおける断面図を示す。10は弁ボディ、10aは弁ボディシート部、12はサック室、13は燃料溜り、14はシート部下燃料溜り、15は第1噴孔群、16は第2噴孔群、17は弁ボディ先端部連通孔、21は第1噴孔15を開閉するための第1ニードル弁、22は第2噴孔16を開閉するために第1ニードル弁21の内側に配置された第2ニードル弁、22aは第2ニードル弁先端部、22cは第2ニードル弁先端部連通孔、31はエンジン燃焼室、41はニードルローラ型弁部材、42は弁部材スプリングを表している。   FIG. 2 shows a cross-sectional view in the first injection mode of the fuel injection valve according to Embodiment 2 of the present invention. 10 is a valve body, 10a is a valve body seat part, 12 is a sac chamber, 13 is a fuel reservoir, 14 is a fuel reservoir under the seat part, 15 is a first nozzle hole group, 16 is a second nozzle hole group, and 17 is a valve body tip. A part communication hole, 21 is a first needle valve for opening and closing the first injection hole 15, 22 is a second needle valve disposed inside the first needle valve 21 for opening and closing the second injection hole 16, and 22a Is a second needle valve tip portion, 22c is a second needle valve tip portion communication hole, 31 is an engine combustion chamber, 41 is a needle roller type valve member, and 42 is a valve member spring.

図2に示すように、噴孔開閉弁としての第1ニードル弁21及び第2ニードル弁22が互いに摺動自在に組合わされて配設されており、第1ニードル弁21がフルリフト位置にあり、第2ニードル弁22のリフト量がゼロになっている。ニードルローラ型弁部材41は、第2ニードル弁先端部のT字形連通孔22c内に摺動自在に配設されており、弁部材スプリング42により弁部材シート部17aに押付けられるように付勢されている。この弁部材スプリング42が無いと、第2ニードル弁22が開弁した時、サック室12へ流入してきた燃料により、弁部材41が持ち上がり、連通孔17から燃料が流出する不具合が発生する。   As shown in FIG. 2, the first needle valve 21 and the second needle valve 22 as the injection hole opening / closing valve are slidably combined with each other, and the first needle valve 21 is in the full lift position. The lift amount of the second needle valve 22 is zero. The needle roller type valve member 41 is slidably disposed in the T-shaped communication hole 22c at the tip portion of the second needle valve, and is urged by the valve member spring 42 so as to be pressed against the valve member seat portion 17a. ing. Without this valve member spring 42, when the second needle valve 22 is opened, the fuel that has flowed into the sac chamber 12 raises the valve member 41, causing a problem that the fuel flows out from the communication hole 17.

サック室12には、T字形連通孔22cとニードルローラ型弁部材41との隙間から浸入した燃料で充填されている。   The sac chamber 12 is filled with fuel that has entered from the gap between the T-shaped communication hole 22 c and the needle roller type valve member 41.

部分負荷時には、第1噴射モードのみで運転される。第1噴射モードが終了すると、第1ニードル弁シート部21bは、弁ボディシート部10aに着座する。その後、コモンレール燃料圧を有するサック室12の燃料は、連通孔22c及び第1噴孔群15を通じてエンジン燃焼室31へ少量漏れる。そして、サック室12の燃料圧は、エンジン燃焼室圧と同じとなる。   At the time of partial load, the engine is operated only in the first injection mode. When the first injection mode ends, the first needle valve seat portion 21b is seated on the valve body seat portion 10a. Thereafter, a small amount of fuel in the sac chamber 12 having the common rail fuel pressure leaks into the engine combustion chamber 31 through the communication hole 22 c and the first injection hole group 15. The fuel pressure in the sac chamber 12 is the same as the engine combustion chamber pressure.

なお、孔22cをT字形連通孔としてI字形非連通孔としていない理由は、I字形にすると、弁部材41が筒内圧により第2ニードル弁先端部22aの方へ押される時、孔奥の燃料が圧縮されるダッシュポット効果により、弁部材41が動きにくくなるためである。   The reason why the hole 22c is a T-shaped communication hole and not an I-shaped non-communication hole is that when the valve member 41 is pushed toward the second needle valve tip 22a by the in-cylinder pressure, the fuel behind the hole is formed. This is because the valve member 41 is less likely to move due to the dashpot effect in which is compressed.

図3に示すように、噴射1においてサック室12に滞留した燃料は、噴射2の前のクランク角度θ1付近において、弁部材41は、上昇した筒内圧を連通孔17を介して受け、シート部17aから第2ニードル弁先端部22aの方向へ離座し、浮き上がる。これにより、連通孔17が開放し、サック室12の燃料は、エンジン燃焼室31へ流出する。これにより、デポジット生成が抑止される。次の噴射行程でT字形連通孔から流入する燃料により、弁部材41は再び連通孔17を閉塞する位置に戻り静止する。 As shown in FIG. 3, the fuel accumulated in the sack chamber 12 in the injection 1 receives the increased in-cylinder pressure through the communication hole 17 in the vicinity of the crank angle θ 1 before the injection 2, and the seat It separates from the portion 17a toward the second needle valve tip 22a and floats up. As a result, the communication hole 17 is opened, and the fuel in the sac chamber 12 flows out to the engine combustion chamber 31. Thereby, deposit generation is suppressed. Due to the fuel flowing in from the T-shaped communication hole in the next injection stroke, the valve member 41 returns to the position where the communication hole 17 is closed again and stops.

本発明に係る実施形態1による燃料噴射弁の第1噴射モードにおける断面図である。It is sectional drawing in the 1st injection mode of the fuel injection valve by Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態2による燃料噴射弁の第1噴射モードにおける断面図である。It is sectional drawing in the 1st injection mode of the fuel injection valve by Embodiment 2 which concerns on this invention. 図1及び図2の燃料噴射弁に係る弁部材の作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the valve member which concerns on the fuel injection valve of FIG.1 and FIG.2. 従来の可変噴孔噴射弁の第1噴射モードにおける断面図である。It is sectional drawing in the 1st injection mode of the conventional variable injection hole injection valve. 従来の燃料噴射弁の断面図である。It is sectional drawing of the conventional fuel injection valve.

符号の説明Explanation of symbols

10 弁ボディ
10a 弁ボディシート部
10b 弁ボディ先端摺動内周部
10c 弁ボディ先端部外表面
11 噴孔
11a 噴孔内面
12 サック室
12a サック室表面
13 燃料溜り
14 シート部下燃料溜り
15 第1噴孔群
16 第2噴孔群
17 弁ボディ先端部連通孔
17a 弁部材シート部
20 一体型ニードル弁
20a ニードル弁先端部
20b ニードル弁シート部
20c ニードル弁先端部連通孔
20d ニードル弁先端摺動外周部
21 第1ニードル弁
22 第2ニードル弁
31 エンジン燃焼室
41 弁部材
42 弁部材スプリング
100 実施形態1の可変噴孔噴射弁
200 実施形態2の可変噴孔噴射弁
300 従来の可変噴孔噴射弁
400 通常噴射弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Valve body 10a Valve body sheet | seat part 10b Valve body front-end | tip sliding inner periphery 10c Valve body front-end | tip outer surface 11 Injection hole 11a Injection hole inner surface 12 Suck chamber 12a Sack chamber surface 13 Fuel reservoir 14 Under-seat fuel reservoir 15 1st injection Hole group 16 Second nozzle hole group 17 Valve body tip portion communication hole 17a Valve member seat portion 20 Integrated needle valve 20a Needle valve tip portion 20b Needle valve seat portion 20c Needle valve tip portion communication hole 20d Needle valve tip sliding outer peripheral portion 21 First Needle Valve 22 Second Needle Valve 31 Engine Combustion Chamber 41 Valve Member 42 Valve Member Spring 100 Variable Injection Hole Injection Valve 200 of Embodiment 1 Variable Injection Hole Injection Valve of Embodiment 2 300 Conventional Variable Injection Hole Injection Valve 400 Normal injection valve

Claims (2)

燃料供給ポンプから供給された高圧燃料をコモンレールで蓄圧し、前記コモンレールで蓄圧された高圧燃料を内燃機関の燃焼室に噴射し、
弁ボディと、該弁ボディの先端底部に配置されたサック室と、前記弁ボディに配設されて燃料を噴射するための第1噴孔群及び第2噴孔群と、前記第1噴孔群及び前記第2噴孔群を開閉する一つ以上の開閉弁と、を備え、
内燃機関の運転条件に応じて、前記第1噴孔群からのみ噴射する第1噴射モードと、前記第1噴孔群及び前記第2噴孔群の両方から噴射する第2噴射モードとを切換える燃料噴射弁であって、
前記サック室は、前記第1噴射モード時には燃料が滞留しており、前記第2噴射モード時には前記サック室の燃料の一部が前記第2噴孔群から噴射される構造となっており、
前記弁ボディの前記先端底部に、前記サック室と前記燃焼室とを連通する連通孔と、該連通孔を前記弁ボディ内側から閉塞するように配設され前記燃焼室の筒内圧により前記連通孔を開放する弁部材と、を備えることを特徴とする、燃料噴射弁。
The high-pressure fuel supplied from the fuel supply pump is accumulated in the common rail, and the high-pressure fuel accumulated in the common rail is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine,
A valve body, a sac chamber disposed at the bottom of the tip of the valve body, a first nozzle hole group and a second nozzle hole group disposed in the valve body for injecting fuel, and the first nozzle hole A group and one or more on-off valves for opening and closing the second nozzle hole group,
Switching between a first injection mode injecting only from the first nozzle hole group and a second injection mode injecting from both the first nozzle hole group and the second nozzle hole group in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine. A fuel injection valve,
The sac chamber has a structure in which fuel is retained during the first injection mode, and a part of the fuel in the sac chamber is injected from the second injection hole group during the second injection mode,
A communication hole that communicates the sac chamber and the combustion chamber with the bottom of the tip of the valve body, and the communication hole that is disposed so as to close the communication hole from the inside of the valve body. A fuel injection valve comprising: a valve member that opens the valve.
前記サック室表面と、前記弁部材表面と、前記噴孔内面と、前記連通孔内面と、前記弁ボディの先端部外表面と、の少なくとも一部に撥油膜を形成したことを特徴とする、請求項1に記載の燃料噴射弁。   An oil repellent film is formed on at least a part of the surface of the sac chamber, the surface of the valve member, the inner surface of the injection hole, the inner surface of the communication hole, and the outer surface of the distal end portion of the valve body, The fuel injection valve according to claim 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008054006A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection valve
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